Крот аэроб или анаэроб

Для каких организмов характерен аэробный тип дыхания?

В этой статье мы рассмотрим, что такое аэробное дыхание, и ознакомимся с некоторые ключевыми примерами аэробных организмов.

Подумайте обо всей жизни на Земле. Все ли организмы дышат так, как мы? Вы можете подумать, что это не так. Например, у грибов нет легких, чтобы дышать. Но наличие легких здесь не решающий фактор. На самом деле грибы дышат по-своему, они поглощают кислород и используют его для создания энергии для жизни. Многие другие организмы также имеют свои особенности дыхания.

Организмы, которым необходим кислород для выработки энергии и выживания, называются аэробными организмами или аэробами. Важно отметить, что не все организмы являются аэробами. Некоторые животные анаэробны, что означает, что они могут создавать энергию без кислорода. Кислород нужен аэробам для выработки энергии. Они делают это посредством процесса, называемого клеточным дыханием, в котором они используют глюкозу (сахар) и кислород для производства энергии, также известной как аденозинтрифосфат или АТФ, и углекислого газа. Теперь, когда мы знаем, что такое аэроб, давайте рассмотрим несколько примеров аэробных организмов из каждого основного царства живых существ: животных, растений, грибов и бактерий.

Аэробные животные

Животные являются многоклеточными организмами, так как состоят из множества клеток. Большинство животных аэробны, а это значит, что им необходим кислород, чтобы выжить. Даже рыбы и акулы, живущие под водой, используют жабры для фильтрации кислорода в кровь. Другие животные, обитающие на суше, получают кислород через легкие. У людей атмосферный воздух попадает в организм через нос или рот и проходит через трубки, называемые бронхами, в легкие. В конце бронхов находятся маленькие сферы, называемые альвеолами, где кислород из легких перемещается в кровь, а углекислый газ поступает из крови в легкие для выдоха. Чистый кислород в крови путешествует по всему телу, где он используется клетками для производства энергии.

Аэробные растения

Растения – тоже многоклеточные организмы, как и животные, и они сами производят себе пищу. Хотя мы можем и не думать о том, что растения дышат, они все равно берут кислород из атмосферы, чтобы производить энергию. На самом деле растения производят собственный кислород посредством процесса, называемого фотосинтезом, используя углекислый газ и солнечный свет для производства глюкозы и кислорода, которые затем выделяются в атмосферу для дыхания людей и других организмов. Когда растения проходят через клеточное дыхание, кислород диффундирует в их клетки через отверстия в листьях, называемые устьицами. Затем кислород распределяется по другим клеткам растения для получения энергии.

Аэробные грибы

Как и в случае с растениями, грибы, возможно, не первые организмы, которые приходят на ум, когда мы думаем об аэробах. И на самом деле не все грибы относятся к аэробам. Например, некоторые дрожжи являются анаэробными, а это означает, что они не используют кислород. Это те же самые дрожжи, которые мы используем для приготовления алкогольных напитков, таких как пиво и вино. Однако грибам, которые вы видите во дворе или лесу, нужен кислород, чтобы выжить. У грибов нет легких или жабр, как у животных, или устьиц, как у растений. Они имеют структуры, похожие на корни, называемые гифами. Кислород из карманов почвы перемещается в клетки грибных гиф, где они используют его для клеточного дыхания, чтобы вырабатывать энергию.

Аэробные бактерии

Бактерии – это одноклеточные организмы, которые встречаются повсюду, хотя мы не можем увидеть их невооруженным глазом. Некоторые бактерии анаэробны, но многие – аэробны. Кислород проникает в клетки бактерий прямо из окружающей среды. Бактерии также участвуют в клеточном дыхании, используя кислород для производства АТФ. Аэробные бактерии могут быть полезны нашему организму. Например, кишечная палочка в кишечнике поддерживает здоровье пищеварительной системы, помогая нам расщеплять растительные волокна, такие как клетчатка. Однако другие бактерии вызывают у нас болезни. К таким патогенам относятся клебсиелла пневмонии, которая является одной из причин пневмонии, инфекции легких, которая может привести к летальному исходу. Аэробные бактерии сальмонеллы вызывают пищевое отравление, как и некоторые штаммы кишечной палочки.

Подведнеи итогов

Аэробные организмы – это организмы, которым для выработки энергии необходим кислород. Хотя некоторые аэробные организмы, например животные, вдыхают кислород через легкие или жабры, другие организмы, такие как растения, грибы и бактерии, также являются аэробными. Все аэробные организмы используют клеточное дыхание для производства энергии. Они делают это, используя глюкозу (сахар) и кислород для образования аденозинтрифосфата или АТФ и диоксида углерода. Растения, которые производят собственный кислород в процессе, называемом фотосинтезом, получают кислород через свои устьицы. Грибы обладают структурами, похожими на корни, называемые гифами, для получения кислорода из почвы. Одноклеточные бактерии поглощают кислород непосредственно из окружающей среды.

Источник

Различия между аэробным и анаэробным дыханием

Из этой статье вы узнаете, в чем заключаются различия между двумя основными типами клеточного дыхания: аэробным и анаэробным. Мы рассмотрим основы каждого типа дыхания, какие организмы их используют и какие продукты они создают.

Клеточное дыхание

Клеточное дыхание – это процесс, при котором организмы расщепляют глюкозу из пищи, чтобы создать пригодную для использования форму энергии, называемую АТФ. Сокращенно от аденозинтрифосфата, АТФ легко переносит энергию по организму. Когда одна из трех фосфатных групп АТФ отрывается, энергия высвобождается для использования всеми клетками. Ясно, что клеточное дыхание – важный процесс, и существует два основных типа клеточного дыхания: аэробное и анаэробное. Давайте рассмотрим и сравним эти процессы.

Аэробное дыхание

Аэробное дыхание может происходить только в присутствии кислорода. Во время аэробного дыхания реагенты кислород и глюкоза превращаются в продукты диоксид углерода, воду и АТФ.

Эти продукты образуются во время аэробного дыхания в течение трех этапов: гликолиза, цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования. Во время гликолиза молекулы глюкозы распадаются на две более мелкие молекулы пирувата. В цикле лимонной кислоты электроны высвобождаются и собираются молекулами акцептора. Во время окислительного фосфорилирования электроны помогают создать градиент концентрации с ионами водорода, которые помогают молекуле, называемой АТФ-синтаза, создавать АТФ.

Большинство эукариотических организмов используют аэробное дыхание. Эукариотические организмы – это организмы, клетки которых содержат ядро ​​и другие мембраносвязанные органеллы. Практически все растения, животные и грибы используют аэробное дыхание, а также некоторые бактерии.

Анаэробное дыхание

Анаэробное дыхание происходит при отсутствии кислорода. Оно состоит из двух этапов. Первым этапом, как и при аэробном дыхании, является гликолиз, который производит АТФ из реагирующей глюкозы. На втором этапе, ферментации, образуется молочная кислота или этанол, в зависимости от типа ферментации. Молочная кислота образуется в результате ферментации молочной кислоты, а этанол – в результате ферментации спирта. Вот почему мы используем дрожжи в производстве хлеба или пива, чтобы создать этанол.

Анаэробное дыхание обычно осуществляется микроорганизмами, такими как бактерии, которые являются прокариотическими и лишены ядра. Бактерии и клетки животных используют молочнокислое брожение. Примером молочнокислого брожения является ощущение жжения в мышцах после пробежки. Это происходит, когда ваши мышечные клетки не получают достаточно кислорода и им приходится дышать анаэробно. Молочная кислота дает вашим мышцам ощущение жжения, а недостаток АТФ заставляет вас чувствовать усталость.

Отличия

Как мы уже говорили, основное различие между аэробным и анаэробным дыханием заключается в том, присутствует ли кислород. Для аэробного дыхания нужен кислород, а для анаэробного – нет. Это присутствие кислорода определяет, какие продукты будут созданы. Во время аэробного дыхания вырабатываются углекислый газ, вода и АТФ. Во время анаэробного дыхания образуются молочная кислота, этанол и АТФ.

При анаэробном дыхании синтезируется только 2 молекулы АТФ, а при аэробном дыхании – 36. Более того, аэробное дыхание имеет тенденцию происходить у эукариотических организмов, клетки которых имеют ядро, тогда как анаэробное дыхание происходит у прокариотических организмов. Однако важно отметить, что животные подвергаются молочнокислой ферментации, которая является анаэробной. Это происходит, когда мышечные клетки не могут получать достаточно кислорода.

Подведение итогов

Клеточное дыхание – это процесс, при котором организмы вырабатывают АТФ из глюкозы. Это происходит в присутствии кислорода во время аэробного дыхания, и без доступа к кислороду во время анаэробного дыхания. Небольшие прокариотические организмы, такие как бактерии, обычно используют анаэробное дыхание для производства 2 молекул АТФ. Более крупные эукариотические организмы обычно используют аэробное дыхание для синтеза 36 молекул АТФ.

Источник

Роль в природе анаэробных и аэробных микроорганизмов — чем опасны для человека

Микроорганизмы имеют много форм и приспособлены к разным условиям жизни. Поэтому нет практически ни одного уголка на планете, который не был бы заселен микрофлорой. Есть микроорганизмы и внутри тела человека – на слизистых ЖКТ, дыхательных путей, мочевыводящей системы, на коже.

В зависимости от потребности в кислороде и устойчивости к его отрицательному воздействию, микроорганизмы делят на аэробные, анаэробные и промежуточные формы. Эти микроорганизмы используются и в качестве компонентов, ускоряющих распад органических отходов для септиков (локального очистного сооружения).

Аэробные организмы, значение для человека

Они могут жить и развиваться только при наличии кислорода. Он необходим для процессов окисления, в результате которых получается энергия в виде молекул АТФ. Она расходуется на процессы жизнедеятельности – передвижение, рост, переваривание пищи, размножение. При отсутствии кислорода такие микроорганизмы гибнут.

К аэробам относятся бактерии, живущие в почве, воздухе, воде, на живых организмах. Они делятся на грамположительные и грамотрицательные. По форме на кокки (в виде шарика), палочки.

Некоторые из них могут провоцировать развитие болезней у человека:

• холерный вибрион;
• микобактерия туберкулеза;
• палочка туляремии;
• стафилококк;
• стрептококк;
• протей.

Специально выращивают аэробные микроорганизмы в фармацевтической отрасли, нефтеперерабатывающей и добывающей промышленности.

Анаэробные микроорганизмы и их роль в природе

К анаэробным организмам относятся те, которые не нуждаются в кислороде. Они тоже неоднородны. Выделяют:

• факультативные анаэробы. Особенность – одинаково эффективно могут существовать как в присутствии свободного кислорода, так и без него. Без доступа воздуха они переходят на простые реакции (например, гликолиз);
• облигатные анаэробы – существуют только в отсутствие О2 или при самых низких его концентрациях.

Среди анаэробов есть бактерии, способные к образованию спор (клостридия) и не имеющие такой способности (бактероиды, актиномицеты, велионелла). Интересно то, что в споровой форме микроорганизмы становятся нечувствительными к кислороду и могут долго сохранять жизнеспособность, тогда как без этого они быстро погибли бы.

К анаэробам также относятся бактерии, использующие фотосинтез для получения энергии. Таким микроорганизмам человечество нашло применение в обычно жизни. Например, их можно использовать для очистки загрязненных вод.

Анаэробные бактерии, образующие споры, используют в текстильной промышленности при получении льняного волокна. А микроорганизмы, удерживающие азот, улучшают плодородие почв, участвуют в разложении целлюлозы, пектинов.

Промежуточные формы

• капнеистические анаэробы – они лучше себя чувствуют при низкой концентрации кислорода и высокой углекислоты;
• микроаэрофилы хорошо растут при концентрации кислорода около 2 %. Он им нужен для окислительных процессов, но в больших концентрациях подавляет активность важных ферментов;
• аэротолерантные могут жить в присутствии O2, хотя не используют его для энергетического обмена;
• умеренно-строгие анаэробы могут вести активную жизнедеятельность в кислородсодержащей среде, но теряют при этом способность к размножению.

Особенности метаболизма

Аэробные организмы используют в качестве источника энергии глюкозу. Она распадается до пировиноградной кислоты в процессе гликолиза, а затем в присутствии кислорода превращается в воду и углекислоту. При этом распад одной молекулы глюкозы сопровождается образованием 38 молекул АТФ.

Процесс окислительного фосфорилирования происходит у аэробов в митохондриях на мембранах. Здесь сосредоточена цепь из цитохромов, которые передают друг другу электроны вплоть до конечного акцептора – кислорода.

Аэробы способны извлекать энергию при окислении метана, сероводорода, железо- и азотсодержащих веществ, водорода.

У анаэробов происходит только гликолиз, далее пировиноградная кислота подвергается брожению:

• молочнокислому – бифидо-, лактобактерии, стрептококки;
• спиртовому – грибы рода Кандида;
• маслянокислому – клостридии;
• муравьинокислому – энтеробактерии.

Энергетический выход при этом составляет 2 молекулы АТФ. Ферменты, которые участвуют в этих реакциях, – дегидрогеназы – находятся на мембране клетки и внутри цитоплазмы.

В норме в кишечнике преобладают процессы брожения. При этом pH среды сдвигается в кислую сторону – гнилостная флора не может существовать в таких условиях. При недостаточной активности нормальной микрофлоры активизируются патогенные бактерии кишечника (бацилла перфрингенс, спорогенус), преобладает распад белков, сдвигается pH в щелочную сторону. Этот процесс сопровождают признаки интоксикации, неприятный запах, проблемы с дефекацией.

Наличие систем, защищающих клетку от агрессивных форм кислорода

На воздухе могут жить только те микроорганизмы, которые имеют защитные антиоксидантные системы. В процессе преобразования кислорода образуются разные токсичные соединения: супероксидный анион, синглетный кислород, перекись водорода.

Обезвреживают их специальные ферменты – супероксиддисмутаза, каталаза, цитохромы. Последние имеются у аэробов (их обычно 3). У факультативных анаэробов их меньше (1–2), тогда как у облигатных они совсем отсутствуют.

Многие анаэробные микроорганизмы в присутствии каталазы способны нормально переносить воздействие кислорода. Своего же такого фермента у них нет.

При повышении концентрации кислорода до 40–50 % аэробные организмы прекращают рост. Чистый О2 губительно действует на все живое. Играет роль даже не концентрация молекул свободного кислорода, а соотношение водорода и кислорода. Его называют окислительно-восстановительным показателем. Диапазон условий для оптимального существования бактерий – от 0 до 40. Для анаэробов подходит среда с ОВП менее 14.

Особенности ДНК у аэробов и анаэробов

Считается, что анаэробные формы жизни предшествовали аэробным. По мере накопления кислорода, в атмосфере богатство и разнообразие бактерий все время увеличивалось. Было замечено, что у более простых микроорганизмов без цитохромов отличается состав ДНК – в молекуле преобладают основания Аденин и Тимин. У более поздних и эволюционно развитых форм есть цитохромы, а в генетическом материале больше оснований Гуанин и Цитозин. Некоторые анаэробные организмы не имеют четко оформленного ядра, а ДНК находится в виде нуклеоида в цитоплазме.

Примеры заболеваний, которые вызывают анаэробы

Одно из самых опасных заболеваний – ботулизм. Клостридия размножается в анаэробных условиях. Часто сохраняется в виде спор в консервах, мясе и рыбе, не прошедших полноценную тепловую обработку. В процессе жизнедеятельности она выделяет ботулотоксин, поражающий нервную систему человека. Без своевременного лечения ботулизм может привести к летальному исходу.

Столбняк — еще одно смертельно опасное заболевание. Вызывает его клостридия тетанус. Она находится в земле в виде спор. При попадании в рану переходит в вегетативную форму, продуцирует столбнячный экзотоксин. Он поражает ЦНС. Патология сопровождается сокращениями всех мышц тела человека (повышенный тонус и судороги), нарушением глотания, дыхания, работы сердца. Наблюдается распад эритроцитов, сепсис, поражение сердца, пневмония.

Газовую гангрену вызывает клостридия перфрингенс. Она попадает в рану с пылью, землей. Внутри тканей выделяет ферменты и газ. По этой причине при надавливании на края раны ощущается крепитация и слышен хруст. Ферменты этого микроба вызывают гемолиз эритроцитов. Учитывая особенности бактерий, такие раны необходимо максимально широко раскрывать при первичной хирургической обработке, иссекать все омертвевшие ткани. Раневую поверхность обильно обрабатывают перекисью, применяют гипербарическую оксигенацию (воздействуют кислородом под давлением). Сверху не бинтуют, а оставляют открытыми для доступа кислорода.

Понимание особенностей процессов жизнедеятельности аэробных и анаэробных микроорганизмов помогает успешно использовать их в промышленных процессах, очистке сточных вод, почвы, бороться с заболеваниями, которые они вызывают.

Аэробные и анаэробные бактерии для септика, как выращивать, как занести в септик. Обо всем этом в видео:

Источник